區塊鏈的共識機制是什麼意思?有哪些主要的共識機制?

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說到區塊鏈,我們必然會談及它的共識機制。不瞭解區塊鏈的共識機制,就無法理解區塊鏈的真正意義。那麼,今日份的區塊鏈的共識機制瞭解一下?

一、共識機制是什麼?

什麼是共識?直取它的字面意思,就是“共同的認識”。

人與人是不同的,這種不同不僅體現在身材、長相、能力,更體現在文化、觀點、想法、利益訴求等等方面。

共識,簡而言之,就是一個群體的成員在某一方面達成的一致意見。

我們瞭解到,信任是社會運轉中的一大痛點,銀行有自己的信用體系,過去的金融體系服務於只服務於極少的企業家,因為建立信用體系耗資巨大。後來支付寶有了芝麻信用,信用已經關係到生活的很多方面,信用卡額度、花唄額度,芝麻信用高出國還可以免籤。我們正享受著信用給我們帶來的便捷。

區塊鏈本質是去中心化,去中心化的核心是共識機制,區塊鏈上的共識機制主要解決由誰來構造區塊,以及如何維護區塊鏈統一的問題。

區塊鏈共識機制的目標是使所有的誠實節點儲存一致的區塊鏈檢視,同時滿足兩個性質:

1)一致性:所有誠實節點儲存的區塊鏈的字首部分完全相同。

2)有效性:由某誠實節點發布的資訊終將被其他所有誠實節點記錄在自己的區塊鏈中。

區塊鏈的自信任主要體現於分佈於區塊鏈中的使用者無須信任交易的另一方,也無須信任一個中心化的機構,只需要信任區塊鏈協議下的軟體系統即可實現交易。

二、共識機制的必要性?

分散式系統中,多個主機透過非同步通訊方式組成網路叢集。在這樣的一個非同步系統中,需要主機之間進行狀態複製,以保證每個主機達成一致的狀態共識。錯誤資訊可能出現在非同步系統內並不斷傳播,因此需要在預設不可靠的非同步網路中定義容錯協議,以確保各主機達成安全可靠的狀態共識,這就是共識機制誕生的必要性。

這種自信任的前提是區塊鏈的共識機制(consensus),即在一個互不信任的市場中,要想使各節點達成一致的充分必要條件是每個節點出於對自身利益最大化的考慮,都會自發、誠實地遵守協議中預先設定的規則,判斷每一筆記錄的真實性,最終將判斷為真的記錄記入區塊鏈之中。

換句話說,如果各節點具有各自獨立的利益並互相競爭,則這些節點幾乎不可能合謀欺騙你,而當節點們在網路中擁有公共信譽時,這一點體現得尤為明顯。區塊鏈技術正是運用一套基於共識的數學演算法,在機器之間建立“信任”網路,從而透過技術背書而非中心化信用機構來進行全新的信用創造。

三、共識機制和組織的關係

不同成員在一起分工、合作,就形成了群體或組織。

一個群體採用的達成和維護共識的方式,就是共識機制。

一個群體要完成協作,它需要在規則上達成共識,所以就要有一個形成共識的方式,按照正常的邏輯,我們會認為,組織選擇了共識機制。 事實上,恰恰相反,不是組織選擇了共識機制,而是共識機制決定了組織。

什麼意思呢? 科學家研究人類的近親黑猩猩就發現,黑猩猩群體由靠暴力獲得領導地位的雄性統治,它們極度喜歡暴力,而且等級森嚴。不過,任何一個成年雄性黑猩猩都有可能是統治者的竟爭對手,一旦有黑猩猩對統治者發起挑戰,就意味著血腥和暴力。新統治一旦確立,秩序就會恢復。

人類的DNA和黑猩猩只有1.6%的差異,可以說人類社會的很多行為跟黑猩猩是極為相似的。你看,人是群居動物,大家要分工協作,協作就得有規則,那誰來制定規則?力氣大的那個,人類群體最初的部落頭領一定是最能打的那個。他有了權威,他就成了中心,這個群體就是中心化的群體。

1399年,燕王朱棣發動“靖難”之役,3年後,他攻下明朝國都南京,皇宮起火,建文帝朱允炆不知所蹤。1402年,造反成功的朱棣登皇帝位。隨後,他殺建文舊臣,將建文時期的一些成法和官制廢掉,並遷都北京。朱棣抹掉建文帝的印記,制定新的規則,就是要讓朝野上下達成新的共識。而且,他成功了,想要參與新的協作www.fx61.com體系,你就必須承認新的共識,否則,你就會被殺掉,當然,你可以選擇置身事外(如果有可能)。訴諸武力和權威,是人類組織達成共識、維護共識的普遍方式,正是因為這種共識機制,決定了人類組織的中心化。

當然,隨著人類社會的文明程序,直接依靠武力達成共識的組織越來越少,我們有了法律、有了選舉,有了協商,有了各種制度,有了仲裁,它們成為許多組織達成共識、解決爭端的方式。這些組織包括一些政府、企業、學校、協會、社會團體,等等。

雖然這些組織不直接依靠武力達成共識,但是,它們仍得依賴某個機構來制定規則、維護規則,它們的組織形式依然是中心化的。

我們知道,現代社會除了規則(強制性的,比如法律、公司規章、組織規則等等)之外,還有道德、習俗或者社會規範等方面的共識,但為什麼我們僅僅談及關於規則的共識呢?

很簡單,其他方面的共識,比如道德、習俗、文化,在形成群體認同方面有重要作用,但僅僅依靠它們,是不可能真正促成協作的,尤其是高效的協作。

組織為了協作必須要有規則,對規則的一致認可就是共識,達成共識、保護共識的方式決定了組織的形式。

四、幾種主要的共識機制

目前比較常見的共識機制有:工作量證明 PoW(Proof of Work)、權益證明(Proof of Stake)以及委託權益證明(Delegated Proof of Stake)

1、PoW

PoW 透過評估你的工作量來決定你獲得記賬權的機率,工作量越大,就越有可能獲得此次記賬機會,作為獎勵,記賬者也將獲得一定數量的幣。透過 PoW 機制進行挖礦的幣有 BTC、LTC、ETC、ETH、DOGE、ZEC、ZEN、XMR 等。

PoW的優點是完全去中心化節點自由進出,演算法簡單,容易實現破壞系統花費的成本巨大,只要網路破壞者的算力不超過網路總算力的50%,網路的交易狀態就能達成一致。

缺點是浪費能源,這是最大的缺點區塊的確認時間難以縮短,如bitcoin每秒只能做7筆交易,不適合商業應用新的區塊鏈必須找到一種不同的雜湊演算法,否則就會面臨bitcoin的算力攻擊對節點的效能網路環境要求高容易產生分叉,需要等待多個確認無法達成最終一致性

2、PoS

為了彌補工作量證明能源消耗巨大的問題,有人發明了權益證明共識機制(PoS),以手中所持有的幣的數量來決定獲得記賬權的機率。PoS 的邏輯是誰擁有的代幣數量多,誰就有機會獲得記賬許可權。

PoW 機制下,挖礦難度和算力關係小,和持幣量和時間關係最大,因此沒有電力消耗的高成本。而且,只要持有幣就可以獲得收益也可以讓挖礦者獲得可觀的利息收入。

但是個人 PoS 挖礦還是有一定門檻的,首先要自己搭建節點,實時維護裝置,碰到硬分叉還要頻繁維護升級,而且 PoS 挖礦都需要鎖定一定數量的幣,比如 DASH 每個節點要鎖 1000 個幣,摺合成人民幣也有幾百萬了。

現在有少量的錢包提供 PoS 挖礦服務,這裡面的原理,其實是彙集使用者的資金來進行 PoW 挖礦,這樣就免去使用者自己搭建節點的麻煩,而且不需要鎖定太多的幣。Cobo 錢包目前增益功能的門檻只有 0.1 個 DASH。

PoS 的優點是不再動用大量的資源去計算,從而大大縮短了達成共識的時間,而且節省了電力等資源,但缺點也很明顯:有錢人,也就是持幣數量多的人更容易獲得記賬權,這會使共識機制成為有錢人的遊戲,也就失去了公正性。

3、DPoS

於是就有人發明了委託權益證明(DPoS),委託權益證明類似於董事會投票,某個區塊鏈系統的人投票選出了幾位代表來行使記賬權。

由於這些委託人進行記賬能夠獲得獎勵,所以他們會努力拉票,並且維護好與投票者之間的關係,並且試圖透過參與系統發展以吸引更多人投票。此外,也有部分 DPoS 的幣種會把一部分獎勵分給投票者。

比如,LBTC就是採用 DPoS 機制出塊,LBTC 的持幣者投票選出 101 個節點,這 101 個節點負責出塊,並獲得一定的獎勵,而這其中每一個節點的投票者本身也會從中獲得一定的回報。

簡單的來說,你只需要去給你認為能被選中並承諾分紅的節點投票,這些節點被選中後便可挖礦,你就可以獲得節點承諾的相應分紅。而此收益不需要你真實的操作挖礦,而僅僅只需要你動動小手指去投個票。有一些錢包已經支援 LBTC 的投票。

還有一些錢包更簡單,不需要你手動投票,只需存入 LBTC 即可躺賺最優收益,此前上線的 LBTC等十幾個幣種的智慧投票系統年化最高收益曾高達 200%,不過隨著投票數量增加,收益率也會相對減少,想省心又想賺錢的朋友可以體驗一下。

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